JPS60149009A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JPS60149009A JPS60149009A JP59004672A JP467284A JPS60149009A JP S60149009 A JPS60149009 A JP S60149009A JP 59004672 A JP59004672 A JP 59004672A JP 467284 A JP467284 A JP 467284A JP S60149009 A JPS60149009 A JP S60149009A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1342—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using diffusion
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分封
本発明は光を固体媒質中に閉じ込めて伝送処理する、い
わゆる光集積回路または光導波路の製造方法に関する。
わゆる光集積回路または光導波路の製造方法に関する。
なお、この方法は光通信用伝送コンポーネント、光ＩＣ
及び光センサ用コンポーネント等、光通信、光応用ｉｉ
′ｌｉ１１ｌ１制御用のコンポーネントｗ造波術に広く
応用できるものである。
及び光センサ用コンポーネント等、光通信、光応用ｉｉ
′ｌｉ１１ｌ１制御用のコンポーネントｗ造波術に広く
応用できるものである。
従来技術
第１図は光導波管であるウェーブガイド（ｗａｖｅ ｇ
ｕｉｄｅ）素子を模式的に示したものであり、これは光
のプリント基板に対応するもので、原理は光ファイバー
と同様である。
ｕｉｄｅ）素子を模式的に示したものであり、これは光
のプリント基板に対応するもので、原理は光ファイバー
と同様である。
従来提案されているウェーブガイドの製法の手順には、
米国物理学会発行のＪ 、 ＡＴ）ｐｌ 、 Ｐｈｙｓ
。
米国物理学会発行のＪ 、 ＡＴ）ｐｌ 、 Ｐｈｙｓ
。
５１ （７）、Ｊｕｌｙ １９８０所れのＪ、Ｖｉｌｊ
ａｎｅｎらによる標題ｒＦ’ａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏ
ｆ ｏＴｌｔｉｃａｌｓｔｒｉｐｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ
ｗｉｔｈ ｎｅａｒｌｙ ｃｉｒｃｕｌｏｒ（！ｒｏ
Ｓｓ ５ｅｃｔｉｏｎ ｂｙ ５ｉｌｖｅｒ ｉｏｎ
ｍｉｇｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｊにあるように
次の通りである。すなわち、第２図に示す如く、 （１） ソーダガラス２上に厚さ０２〜１μｍの鍋の薄
膜パターン１をフォトリソグラフィによって作製する。
ａｎｅｎらによる標題ｒＦ’ａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏ
ｆ ｏＴｌｔｉｃａｌｓｔｒｉｐｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ
ｗｉｔｈ ｎｅａｒｌｙ ｃｉｒｃｕｌｏｒ（！ｒｏ
Ｓｓ ５ｅｃｔｉｏｎ ｂｙ ５ｉｌｖｅｒ ｉｏｎ
ｍｉｇｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｊにあるように
次の通りである。すなわち、第２図に示す如く、 （１） ソーダガラス２上に厚さ０２〜１μｍの鍋の薄
膜パターン１をフォトリソグラフィによって作製する。
（２） ガラス２の両面にアルミニウム６を蒸着させる
。
。
（３） 所定の温朋（２２０℃）にセットしたのち、一
定の時間電光電流し、Ａｇ＋をガラス内に移動させる（
ソーダガラス中に存在する１２８重量係のＮａ２ＯのＮ
ａ＋とＡｇ＋がイオン交換する）。
定の時間電光電流し、Ａｇ＋をガラス内に移動させる（
ソーダガラス中に存在する１２８重量係のＮａ２ＯのＮ
ａ＋とＡｇ＋がイオン交換する）。
（４）電流全土め、温度を２２０℃から３７０℃に上げ
２時間一定に保ち、ガラス内Ａｇ＋の濃度分布を第３図
に示すようにＣ１（ｘ＋ ０ ）曲線からＣ１（ｘ 、
７２ Ｄ Ｏ）曲線に広ける。なお、第６図の縦軸の１
．０はソーダガラス中に約１２．８重量％存在している
Ｎａ ２０の全Ｎａ＋がＡｇ＋と交換したことを意味す
る。従って（４）の操作は単にＡｇの浸透深さを大きく
するためというよりはむしろ表面近傍とガラス本体中の
屈折率差の調整の過穆と考えられる。
２時間一定に保ち、ガラス内Ａｇ＋の濃度分布を第３図
に示すようにＣ１（ｘ＋ ０ ）曲線からＣ１（ｘ 、
７２ Ｄ Ｏ）曲線に広ける。なお、第６図の縦軸の１
．０はソーダガラス中に約１２．８重量％存在している
Ｎａ ２０の全Ｎａ＋がＡｇ＋と交換したことを意味す
る。従って（４）の操作は単にＡｇの浸透深さを大きく
するためというよりはむしろ表面近傍とガラス本体中の
屈折率差の調整の過穆と考えられる。
そこで、上記（１）〜（４）の方法で得られたガラスを
ミラーイメージ状に２枚重ね合せると第１図に示したよ
うなウェーブガイドが得られる。
ミラーイメージ状に２枚重ね合せると第１図に示したよ
うなウェーブガイドが得られる。
この方法では２枚のガラスの密着度および完全な対称形
のＡｇの濃度分布をもったガラスを作る必要がある等種
々の問題を包んでいる。
のＡｇの濃度分布をもったガラスを作る必要がある等種
々の問題を包んでいる。
こ九として以下に示す製法も提案されている。すなわち
、第４図に示すような電解槽１１を設けて、この中に銀
イオンあるいはタリウムイオンを宮む電解液１２を入れ
た後、 囚 電解液中にガラス（ナトリウムガラスまたはカリウ
ムガラス）１６を入れ、陽極１４と陰極１５の間に電界
全印加すると同時に加熱し、イオン交換を行う。これに
より第５図（ａ）に示すような屈折率分布が得られる。
、第４図に示すような電解槽１１を設けて、この中に銀
イオンあるいはタリウムイオンを宮む電解液１２を入れ
た後、 囚 電解液中にガラス（ナトリウムガラスまたはカリウ
ムガラス）１６を入れ、陽極１４と陰極１５の間に電界
全印加すると同時に加熱し、イオン交換を行う。これに
より第５図（ａ）に示すような屈折率分布が得られる。
（Ｂ） 次いで電解液を元来ガラス中にあったイオン、
すなわちナトリウム捷たはカリウムを含んだものにとり
かえて再度同方向に電界を印加しながらイオン交換を行
う。これにより一度置換されたガラス中のイオンが元の
イオンに戻り、第５図（ｂ）に示すような屈折率分布が
できる。
すなわちナトリウム捷たはカリウムを含んだものにとり
かえて再度同方向に電界を印加しながらイオン交換を行
う。これにより一度置換されたガラス中のイオンが元の
イオンに戻り、第５図（ｂ）に示すような屈折率分布が
できる。
この方法は、例えば標題ｒｏｐＮｃａｌ ｗａｖｅｇｕ
ｉｄｅｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ
ｉｎｄｕｃｅｄｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ １ｏｎｓ
ｉｎ ｇｌａｓｓ ｐｌａｔｅｓ（Ａｐｐｌ、 ｐｈｙ
ｓ、 Ｌｅｔｔ、、 Ｖｏｌ、２１．ＡＴ２゜１５ Ｄ
ｅｃｅｍｂｅｒ １９７２ ） Ｊおよび標題ｒ １０
３４ガラス導波路を用いたスターカプラ（昭和５８年度
電子通信学会総合全国大会論文集）ｊなどの文献に示さ
れているように機械的接合を用いないでバルクのガラス
中に導波路を埋め込むことができるという利点があるが
、屈折率分布が第５図（ｂ）に示す如く、ピークがとが
ってしまい理想的な２乗型屈折率分布から外れるという
欠点があった。
ｉｄｅｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ
ｉｎｄｕｃｅｄｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ １ｏｎｓ
ｉｎ ｇｌａｓｓ ｐｌａｔｅｓ（Ａｐｐｌ、 ｐｈｙ
ｓ、 Ｌｅｔｔ、、 Ｖｏｌ、２１．ＡＴ２゜１５ Ｄ
ｅｃｅｍｂｅｒ １９７２ ） Ｊおよび標題ｒ １０
３４ガラス導波路を用いたスターカプラ（昭和５８年度
電子通信学会総合全国大会論文集）ｊなどの文献に示さ
れているように機械的接合を用いないでバルクのガラス
中に導波路を埋め込むことができるという利点があるが
、屈折率分布が第５図（ｂ）に示す如く、ピークがとが
ってしまい理想的な２乗型屈折率分布から外れるという
欠点があった。
発明の開示
そこで本発明者らは、上述の欠点を防ぐ方法を研究した
結果、従来技術の例として掲げた前記囚工程を行う際、
イオン交換中の注入電流を時間とともに変化させること
によりガラス基板中のイオン濃度、例えばＡｇ＋濃度の
分布曲線を整形できることを知見して本発明を児成した
。
結果、従来技術の例として掲げた前記囚工程を行う際、
イオン交換中の注入電流を時間とともに変化させること
によりガラス基板中のイオン濃度、例えばＡｇ＋濃度の
分布曲線を整形できることを知見して本発明を児成した
。
以下図面により本発明の詳細な説明する。
第６図は本発明の方法を実施するための装置の断面を示
したものであり、所定のガラス基板２０（（ａ）図に示
す如くアルミニウムを蒸着した膜２１を有する）の両側
に正電極用アルミニウム板２２（（ｂ）図はこれの模式
図）と負電極用銅板２６を配し、これらを図の如く積層
したテフロン板２５及び真鍮板２６をボルト２７でもっ
て固定するとともに該ガラス基板２０上に硝酸銀融液２
４を貯へる如く電解浴を構成せしめる。なおこの電解浴
には円筒状テフロンによってつくられた熱電対挿入用孔
２８及び硝酸銀装入孔６０を有する。
したものであり、所定のガラス基板２０（（ａ）図に示
す如くアルミニウムを蒸着した膜２１を有する）の両側
に正電極用アルミニウム板２２（（ｂ）図はこれの模式
図）と負電極用銅板２６を配し、これらを図の如く積層
したテフロン板２５及び真鍮板２６をボルト２７でもっ
て固定するとともに該ガラス基板２０上に硝酸銀融液２
４を貯へる如く電解浴を構成せしめる。なおこの電解浴
には円筒状テフロンによってつくられた熱電対挿入用孔
２８及び硝酸銀装入孔６０を有する。
以上の装置を用いて硝酸銀融液温度を２２０〜２４０℃
とし、ガラス基板の両側に設けた両電極間に電界を印加
したときのガラス基板中に拡散するＡｇ＋イオンの深さ
方向の濃度分布を第７図に示す。すなわち第７図は電流
の流し方を変えた場合の濃度分布の計算結果であって、
電流一定の場合の分布曲線（ア）に比べると、電流を時
間とともに増した場合の（イ）は濃度分布のピーク附近
において深さ方向での変化率が大きくなるのに対し、電
Ｋｋ時間とともに減少した場合の（つ）は小さくなるこ
とがわかる。このように電流を時間とともに変化させる
ことによってＡｇイオンの濃度分布を制御し従ってガラ
ス基板内の屈折率分布を制御することができる。なお第
７図縦軸のＡ’ｇ濃度分率１．０はソーダガラス中に約
１２．８重量％存在しているＮａ２Ｏの全Ｎａ＋がＡｇ
＋とイオン交換したことを意味する。
とし、ガラス基板の両側に設けた両電極間に電界を印加
したときのガラス基板中に拡散するＡｇ＋イオンの深さ
方向の濃度分布を第７図に示す。すなわち第７図は電流
の流し方を変えた場合の濃度分布の計算結果であって、
電流一定の場合の分布曲線（ア）に比べると、電流を時
間とともに増した場合の（イ）は濃度分布のピーク附近
において深さ方向での変化率が大きくなるのに対し、電
Ｋｋ時間とともに減少した場合の（つ）は小さくなるこ
とがわかる。このように電流を時間とともに変化させる
ことによってＡｇイオンの濃度分布を制御し従ってガラ
ス基板内の屈折率分布を制御することができる。なお第
７図縦軸のＡ’ｇ濃度分率１．０はソーダガラス中に約
１２．８重量％存在しているＮａ２Ｏの全Ｎａ＋がＡｇ
＋とイオン交換したことを意味する。
第８図は電界印加（電流一定）熱拡散に６０分行った後
熱拡散を行い全拡散時間が１００分及び２００分の場合
のＡｇ濃度分布を示したものである。
熱拡散を行い全拡散時間が１００分及び２００分の場合
のＡｇ濃度分布を示したものである。
このように熱拡散、電流印加（一定寸たは変化）熱拡散
を組合せることにより、所望のＡｇ濃度分布を得ること
ができる。
を組合せることにより、所望のＡｇ濃度分布を得ること
ができる。
以上により制御された所定のＡｇイオン濃度分布を有す
るガラス基板を得たのち、この基板を硝酸ナトリウムの
溶液中に浸漬するとガラス基板表面附近のＡｇイオンと
溶液中のＮａイオンがイオン交換し、光面附近の屈折率
が低下し、従って深さ方向に略対称な屈折率分布を形成
することができる。
るガラス基板を得たのち、この基板を硝酸ナトリウムの
溶液中に浸漬するとガラス基板表面附近のＡｇイオンと
溶液中のＮａイオンがイオン交換し、光面附近の屈折率
が低下し、従って深さ方向に略対称な屈折率分布を形成
することができる。
以上述べた如く、本発明の光導波路の製造方法によれば
、ガラス基板内の屈折率分布の制御性が向上するので光
ファイバーに近い屈折率分布をもつ光導波路の作製が容
易となるとともに光ファイバーとの結合損失が少ない光
導波路の製造方法を提供することとなる。
、ガラス基板内の屈折率分布の制御性が向上するので光
ファイバーに近い屈折率分布をもつ光導波路の作製が容
易となるとともに光ファイバーとの結合損失が少ない光
導波路の製造方法を提供することとなる。
第１図はウェーブガイドの模式図、第２図はＡｇ＋ｔガ
ラス中に拡散する方法を示した図、第３図は第２図によ
って得られたガラス中のＡｇ濃度分布曲線、第４図は電
解槽を用いてガラス中にＡｇ”ｔたはＫ”を拡散する方
法を示した図、第５図（ａ）は第４図の方法で得られた
ガラスの屈折率分布曲線、同（ｂ）は次いで電解液を元
来ガラス中にあったイオンを含む液にとりかへて再度イ
オン交換したときの屈折率分布曲線を示すものである。 第６図は本発明を実施するだめの実験装置の断面図、第
７図は電流の流し方を変えた場合のＡｇ濃度分布曲線、
第８図は電界印加（電流一定）熱拡散の後熱拡散を行っ
たときのＡｇ濃度分布曲線を示すものである。 １：銀の薄膜 ２ニガラス ろ：、アルミニウム箔１１：電解槽 １２：電解ｇ １６：ガラス １４：陽極 １５：陰極 １６：熱電対 ２０ニガラス基板 ２１ニアルミニウム蒸着膜 ２２：正電極用アルミニウム板 ２３：負電極用銅板 ２４：硝酸銀融液２５：テフロン
板 ２６：真鍮板 ２７：ボルト ２８：熱電対挿入孔 ２９：硝酸銀装入孔 特許出願人 住友電気工業株式会社 （外４名） １丁目１番３号 住友電気工業株式会社手 続 補 正
書 昭和５９年３ 月−ノ日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第 ４６７２ 号 ２、発明の名称 先導波路の製造方法 ６、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 氏名 澤 新之輔 （外２名） ４、代理人 明細書の〔発明の詳細な説明〕の欄ｈｉ）ン、（１）明
細書第８頁第１３行目と第１４行目の間に下記の記載を
加入する。 「なお、電界を八９の拡散の場合と同方向に印加した場
合、この対称性は、さらに良くなる。」（２）明細書の
下記の箇所の記載を次の通り訂正する。 頁 行 もとの記載 訂正後の記載 以 上
ラス中に拡散する方法を示した図、第３図は第２図によ
って得られたガラス中のＡｇ濃度分布曲線、第４図は電
解槽を用いてガラス中にＡｇ”ｔたはＫ”を拡散する方
法を示した図、第５図（ａ）は第４図の方法で得られた
ガラスの屈折率分布曲線、同（ｂ）は次いで電解液を元
来ガラス中にあったイオンを含む液にとりかへて再度イ
オン交換したときの屈折率分布曲線を示すものである。 第６図は本発明を実施するだめの実験装置の断面図、第
７図は電流の流し方を変えた場合のＡｇ濃度分布曲線、
第８図は電界印加（電流一定）熱拡散の後熱拡散を行っ
たときのＡｇ濃度分布曲線を示すものである。 １：銀の薄膜 ２ニガラス ろ：、アルミニウム箔１１：電解槽 １２：電解ｇ １６：ガラス １４：陽極 １５：陰極 １６：熱電対 ２０ニガラス基板 ２１ニアルミニウム蒸着膜 ２２：正電極用アルミニウム板 ２３：負電極用銅板 ２４：硝酸銀融液２５：テフロン
板 ２６：真鍮板 ２７：ボルト ２８：熱電対挿入孔 ２９：硝酸銀装入孔 特許出願人 住友電気工業株式会社 （外４名） １丁目１番３号 住友電気工業株式会社手 続 補 正
書 昭和５９年３ 月−ノ日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第 ４６７２ 号 ２、発明の名称 先導波路の製造方法 ６、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 氏名 澤 新之輔 （外２名） ４、代理人 明細書の〔発明の詳細な説明〕の欄ｈｉ）ン、（１）明
細書第８頁第１３行目と第１４行目の間に下記の記載を
加入する。 「なお、電界を八９の拡散の場合と同方向に印加した場
合、この対称性は、さらに良くなる。」（２）明細書の
下記の箇所の記載を次の通り訂正する。 頁 行 もとの記載 訂正後の記載 以 上
Claims (6)
- （１）電解質溶液中で電界を印加して、ガラス状物質の
基板中のイオンと電解質溶液中のイオン全交換してガラ
ス状物質の基板中に高い屈折率層を作製し、次いで該基
板に元来含まれていたイオンを含む電解液中でこのイオ
ンを該基板中に拡散するイオン父換法による光導波路の
製造方法であって、 該電界を印加する除、注入電流を時間とともに変化させ
ることによって該基板中の屈折率分布を整形することを
特徴とする光導波路の製造方法。 - （２）該基板中に元来＠まれでいたイオンを含む電解液
中でこのイオンを熱拡散により該基板中に拡散する、特
許請求の範囲第１項に６１載の製造方法。 - （３）該基板中に元来廿まれていたイオンを含む電解液
中で電界全印加してこのイオンを該基板中に拡散する、
特許請求の範囲第１項に記載の製造方法。 - （４）該ガラス状物質がソーダガラスである、特許請求
の範囲第１ないし３項のいずれかに記載の製造方法。 - （５）電解質溶液中で霜；界を印加して該基板中に浸透
すべきイオンおよび該基板に元来＠捷れてぃたイオンｋ
ＮＩＳ 製−ｔ゛るためにそれぞれ硝酸銀および硝酸
ナトリウムを用いる、特許５肯求の範囲第１ないし４項
に記載の製造方法。 - （６） 該ガラス状物質が石英ガラスである、特許請求
の範囲第１ないし６項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004672A JPS60149009A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004672A JPS60149009A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149009A true JPS60149009A (ja) | 1985-08-06 |
| JPH0536761B2 JPH0536761B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=11590392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59004672A Granted JPS60149009A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60149009A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038342A (ja) * | 1973-08-08 | 1975-04-09 | ||
| JPS5646125A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-27 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Automatic brake clearance adjuster for brake drum |
-
1984
- 1984-01-13 JP JP59004672A patent/JPS60149009A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038342A (ja) * | 1973-08-08 | 1975-04-09 | ||
| JPS5646125A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-27 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Automatic brake clearance adjuster for brake drum |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536761B2 (ja) | 1993-05-31 |
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